6005A-T6铝合金地铁车体的搅拌摩擦焊

发布时间：2017-04-15 13:01

  本文关键词：6005A-T6铝合金地铁车体的搅拌摩擦焊，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：铝合金具有比强度高、耐腐蚀性强、力学性能好等特点,是制造地铁车辆车体的首选材料。对于铝合金地铁车体的焊接,一般采用熔化焊的方式,其缺点是力学性能差、容易出现气孔、裂纹等焊接缺陷。作为一种新型的焊接方法,搅拌摩擦焊已经用于船用铝合金结构件和散热器、导弹的铝合金筒体结构件、航天火箭的燃料储箱等领域,但针对铝合金地铁车体的搅拌摩擦焊接技术缺乏系统的研究,因此,本文针对应用于地铁车辆地板及车顶的铝合金型材搅拌摩擦焊进行研究。本论文以地铁车辆地板及车顶厚度分别为4mm和2.2mm的6005A-T6铝合金型材为研究对象,系统的研究了搅拌头几何尺寸及焊接工艺参数对焊接质量的影响,并通过搅拌摩擦焊接头的拉伸、弯曲、显微组织分析和疲劳强度等力学性能分析,确定更优的搅拌摩擦焊接工艺参数。本文的主要结论如下：(1)对于厚度为4mm的地板型材,采用渐开线轴肩、轴肩直径15mm、搅拌针根部直径6.5mm、长度6.5mm的搅拌头,在搅拌头转速1400rpm,焊接速度600mm/min的条件下,能得到表面美观,内部无缺陷的焊缝,并且正弯和背弯180°均无裂纹,弯曲性能满足要求,焊缝的抗拉强度和屈服强度更优,其抗拉强度为216MPa,屈服强度135MPa。(2)对于厚度为2.2mm车顶圆顶型材,采用双圆环轴肩、轴肩直径1lmm、搅拌针根部直径4.5mm、长度4.5mm的搅拌头,搅拌头转速为1500rpm,焊接速度600mm/min的条件下,能得到表面美观,内部无缺陷的焊缝,而且正弯和背弯180°均无裂纹,弯曲性能满足要求,焊缝的抗拉强度和屈服强度更优,其抗拉强度为224MPa,屈服强度146MPa。(3)搅拌摩擦焊接头疲劳试验表明,其起裂位置包括试样上下表面及侧面区域,其断裂位置大部分在距离焊缝中心3-7mm的范围内,即焊缝的热机影响区以及热影响区。焊接接头疲劳断口的裂纹扩展区疲劳裂纹明显,瞬断裂区主要为韧性断裂。
【关键词】：地铁 铝合金 车体 搅拌摩擦焊
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG453.9
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-24
• 1.1 研究背景和意义9
• 1.2 研究现状9-22
• 1.2.1 地铁车辆车体铝合金的焊接特性9-10
• 1.2.2 地铁车辆铝合金车体常用的焊接技术10-12
• 1.2.3 搅拌摩擦焊的应用12-15
• 1.2.4 搅拌摩擦焊技术的研究15-20
• 1.2.5 地铁车辆车体采用搅拌摩擦焊技术的研究20-22
• 1.3 本文研究内容与技术路线22-24
• 第2章 试验材料、设备及方法24-30
• 2.1 试验材料24-26
• 2.2 试验设备26-28
• 2.2.1 搅拌摩擦焊焊接设备26
• 2.2.2 拉伸试验设备26-27
• 2.2.3 弯曲试验设备27
• 2.2.4 疲劳试验设备27-28
• 2.2.5 其他试验设备28
• 2.3 试验方法28-30
• 2.3.1 疲劳试验28-29
• 2.3.2 PT探伤29
• 2.3.3 金相观察29-30
• 第3章 4mm地板型材搅拌摩擦焊工艺及性能研究30-45
• 3.1 6mm搅拌头优化试验30-36
• 3.2 接头形貌36-41
• 3.3 接头显微硬度41
• 3.4 力学性能测试41-44
• 3.5 小结44-45
• 第4章 2.2mm车顶圆顶型材搅拌摩擦焊工艺及性能研究45-64
• 4.1 4mm搅拌头优化试验45-50
• 4.2 接头形貌50-57
• 4.3 接头显微硬度57-58
• 4.4 力学性能测试58-63
• 4.5 小结63-64
• 第5章 地板型材FSW疲劳强度测试分析64-76
• 5.1 4mm厚地板型材疲劳强度试验结果64-65
• 5.2 试验数据及说明65-67
• 5.3 试验数据的统计分析67-71
• 5.3.1 数据分析方案67-69
• 5.3.2 试验数据处理69-71
• 5.4 疲劳断口分析71-75
• 5.5 小结75-76
• 第6章 结论与展望76-79
• 6.1 结论76-77
• 6.2 展望77-79
• 参考文献79-83
• 致谢83-84
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果84

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